什么是超级电容?
一、超级电容器的特点
大电流放电能力超强。能量转换效率高,过程损失小,大电流能量循环效率≥90%,功率密度高,相当于电池的5~10倍,容量范围通常在几百法拉至几千法拉;
充电速度快。充电10秒~10分种可达到额定容量的95%以上,充放电线路简单,无需充电电池那样的充电电路,安全系数高,长期使用免维护;
循环使用寿命长,深度充放电循环使用次数可达10~50万次,没有“记忆效应”;
超低温特性好,温度范围-40~+70℃;检测方便,剩余电量可直接读出;
产品原材料、生产、使用、储存、以及拆解过程均没有污染,是理想的绿色环保电源。
二、超级电容器的弱点
耐压较低,通常只有2.7V,允许浪涌电压为2.85V,通常需要将数个电容通过串、并联组成串联电容器组使用,才能满足需要的工作电压和容量。
具有一定的漏电流,并且互不相同,充满电的电容在静止期间会缓慢放电,外在表现为,同时充电到相同电压,各自开路放置,若干时间后,各电容器的端电压互不相同,漏电流小的电容器,端电压高,漏电流大的电容器端电压低,放置时间越久,电压差异越大。
三、超级电容器组使用注意事项
受生产工艺条件的影响,即使同一批次,同一型号的超级电容器也无法做到容量和漏电流完全相同,储存时间的不同,剩余端电压各不相同,都直接影响电容器组的安全使用。
(一)、漏电流对串联电容器组的影响
假设连接前每个电容器都充满电,端电压和容量完全相同,串级电容器串联连接后,由于漏电流的不同,电容器自身容量的损耗也不同,这一损耗可以通过电容器的端电压表现出来,放置时间越久,端电压差异越大,当再次对串联电容器组充电时,漏电流小的电容,其电压首先达到充满电电压,漏电流大的电容,距离充满电电压还有一定的差距,如果继续充电,虽然可以将未满电电容充满电,但极有可能将已经充满电的电容充电(超过2.85V),使其报废,一旦报废,内部将发生软击穿,漏电流变得更大,相当于一个电阻,这时电容器组就变成了电容和电阻串联,充电电压最终将大部分加到电容上,使剩余的电容陆续过充电、击穿报废,最终导致整个电容器组报废。可
见漏电流对于串联超级电容器组的影响是非常大的。
(二)、容量差异对串联电容器组的影响
电容器串联后充电,如果电容器的容量不同,则加在每个电容器上的电压就不同,电容量越小,其两端的电压就越大,电容量越大,其两端的电压就越小,因此,在对串联电容器组充电期间,电容量小的电容,其端电压首先上升到充电限制电压,如果继续充电,将发生过充电而报废,而一旦报废,其与电容也将陆续过充电而报废。要想降低这种风险,只能降低充电电压,但是降低充电电压将直接影响到电容器组的储能,这又是矛盾的。可见,理想状态下的串联电容器组,应是每个电容的容量都是均等的才可以串联使用。但是,实际应用中,电容器的配组是有难度的,串级电容器的容量误差都比较大,除了要求容量相同外,还有漏电流的影响。
四、电池均衡器在超级电容器组中使用
针对电容器漏电流、容量等差异对串联电容器组的影响,解决办法是对每一串联单元电容进行电压均衡,由于电容器不怕过放电,因此理论上只需要进行充电均衡即可.